Najnovejša raziskava zaslužnega profesorja Martina Glicksmana s Floridskega tehnološkega inštituta o kovinah in materialih vpliva na livarsko industrijo, vendar ima tudi globoko osebno povezavo z navdihom dveh pokojnih kolegov.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Gliksmanova študija "Površinski Laplacian medfaznega termokemičnega potenciala: njegova vloga pri oblikovanju režima trdnih in tekočih faz" je objavljena v novembrski številki skupne revije Springer Nature Microgravity.Ugotovitve bi lahko pripeljale do boljšega razumevanja strjevanja kovinskih ulitkov, kar bi inženirjem omogočilo izdelavo dolgotrajnejših motorjev in močnejših letal ter napredek aditivnega izdelave.
»Ko razmišljate o jeklu, aluminiju, bakru – vseh pomembnih inženirskih materialih, litju, varjenju in primarni proizvodnji kovin – so to več milijard dolarjev vredne industrije velike družbene vrednosti,« je dejal Glicksman."Razumeli boste, da govorimo o materialih in da so lahko celo majhne izboljšave dragocene."
Tako kot voda tvori kristale, ko zmrzne, se nekaj podobnega zgodi, ko se staljene kovinske zlitine strdijo in tvorijo ulitke.Gliksmanova raziskava kaže, da med strjevanjem kovinskih zlitin površinska napetost med kristalom in talino ter spremembe ukrivljenosti kristala, ko raste, povzročajo toplotni tok tudi na fiksnih vmesnikih.Ta temeljni zaključek se bistveno razlikuje od Stefanovih uteži, ki se običajno uporabljajo v teoriji ulivanja, v kateri je toplotna energija, ki jo oddaja rastoči kristal, neposredno sorazmerna z njegovo hitrostjo rasti.
Gliksman je opazil, da ukrivljenost kristalita odraža njegov kemijski potencial: konveksna ukrivljenost rahlo zniža tališče, medtem ko ga konkavna ukrivljenost rahlo zviša.To je dobro znano v termodinamiki.Novo in že dokazano je, da ta gradient ukrivljenosti povzroča dodaten toplotni tok med strjevanjem, kar v tradicionalni teoriji litja ni bilo upoštevano.Poleg tega so ti toplotni tokovi "deterministični" in niso naključni, kot je naključni hrup, ki ga je načeloma mogoče uspešno nadzorovati med postopkom litja, da se spremeni mikrostruktura zlitine in izboljšajo lastnosti.
"Ko imate zamrznjene kompleksne kristalne mikrostrukture, obstaja toplotni tok, ki ga povzroči ukrivljenost, ki ga je mogoče nadzorovati," je dejal Gliksman."Če jih nadzirajo kemični dodatki ali fizični učinki, kot so tlak ali močna magnetna polja, lahko ti toplotni tokovi v ulitkih pravih zlitin izboljšajo mikrostrukturo in na koncu nadzorujejo lite zlitine, varjene strukture in celo 3D-natisnjene materiale."
Poleg svoje znanstvene vrednosti je bila študija za Glixmana velikega osebnega pomena, v veliki meri zahvaljujoč koristni podpori pokojnega kolega.Eden takšnih kolegov je bil Paul Steen, profesor mehanike tekočin na univerzi Cornell, ki je umrl lani.Pred nekaj leti je Steen pomagal Glicksmanu pri njegovih raziskavah materialov v mikrogravitaciji z uporabo mehanike tekočin vesoljskih plovil in raziskav materialov.Springer Nature je posvetil novembrsko številko Microgravity Steenu in stopil v stik z Gliksmanom, da bi njemu v čast napisal znanstveni članek o študiji.
»To me je spodbudilo, da sem sestavil nekaj zanimivega, kar bi Paul še posebej cenil.Seveda mnoge bralce tega raziskovalnega članka zanima tudi področje, h kateremu je prispeval Paul, in sicer termodinamika vmesnikov,« je dejal Gliksman.
Še en kolega, ki je navdihnil Gliksmana, da je napisal članek, je bil Semyon Koksal, profesor matematike, vodja oddelka in podpredsednik za akademske zadeve na Floridskem inštitutu za tehnologijo, ki je umrl marca 2020. Gliksman jo je opisal kot prijazno, inteligentno osebo, ki je bila v veselje govoriti, pri čemer je opazil, da mu je pomagala uporabiti svoje matematično znanje v svojih raziskavah.
»Z njo sva bili dobri prijateljici in zelo jo je zanimalo moje delo.Semyon mi je pomagal, ko sem oblikoval diferencialne enačbe za razlago toplotnega toka, ki ga povzroča ukrivljenost,« je dejal Gliksman."Veliko časa smo razpravljali o mojih enačbah in o tem, kako jih oblikovati, o njihovih omejitvah itd. Bila je edina oseba, s katero sem se posvetoval, in bila mi je v veliko pomoč pri oblikovanju matematične teorije in mi pomagala, da sem jo pravilno postavil."
Dodatne informacije: Martin E. Gliksman et al., Površinski Laplacian medfaznega termokemičnega potenciala: njegova vloga pri oblikovanju načina trdno-tekoče, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine te strani, uporabite ta obrazec.Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec.Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (prosim za priporočila).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne.Vendar pa zaradi količine sporočil ne moremo zagotoviti posameznih odgovorov.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za obveščanje prejemnikov, kdo je poslal e-pošto.Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen.Podatki, ki ste jih vnesli, bodo prikazani v vaši e-pošti in jih Phys.org ne bo shranil v nobeni obliki.
Prejemajte tedenske in/ali dnevne posodobitve v svoj nabiralnik.Kadarkoli se lahko odjavite in vaših podatkov ne bomo nikoli posredovali tretjim osebam.
To spletno mesto uporablja piškotke za lažjo navigacijo, analizo vaše uporabe naših storitev, zbiranje podatkov za prilagajanje oglasov in zagotavljanje vsebin tretjih oseb.Z uporabo našega spletnega mesta potrjujete, da ste prebrali in razumeli naš pravilnik o zasebnosti in pogoje uporabe.